[發明專利]二氧化鈦納米孔陣列薄膜及其制備方法

無效

• 申請號: 200810020618.9
• 申請日: 2008-02-04
• 公開（公告）號: CN101503211A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: 金震;費廣濤;莊重
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: C01G23/047
• 分類號: C01G23/047;B01J21/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種納米孔陣列薄膜及制備方法，尤其是一種二氧化鈦納米孔陣列薄膜及其制備方法。

背景技術

二氧化鈦是一種寬帶隙半導體，在我們的生活中扮演著非常重要的角色。隨著人們對在清潔、能源、傳感器件等方面日益增加的關注，其出色的催化、光催化性能及其在染料敏化太陽能電池中的應用引起了人們愈來愈大的重視。有著孔陣列結構的氧化物半導體納米薄膜因其具有較大的比表面積以及在各方面的優異性質越來越成為人們研究的熱點。二氧化鈦的眾多性能都與其比表面積有著直接的聯系，具有孔陣列結構的二氧化鈦薄膜的比表面積遠大于常規薄膜，并由于其周期性的孔陣列結構使其在傳感器、催化、光催化以及光子晶體等方面有著潛在的應用前景。目前，人們為了獲得二氧化鈦孔陣列薄膜，作了一些嘗試和努力，如在2005年1月5日公開的中國發明專利申請公開說明書CN1559671A中披露的一種“多孔二氧化鈦的制造方法”。它意欲提供一種利用二氧化鈦懸浮液中化學成分的作用，使二氧化鈦牢固地負載在多孔性顆粒上的方法來制造多孔二氧化鈦薄膜；其中，制造方法為先選取納米二氧化鈦、聚烷基硅氧烷、聚丙烯酸酯和水，進行充分混合制成二氧化鈦懸浮液，再將多孔性顆粒，如多孔硅膠、多孔性磷灰石、多孔陶瓷或多孔氧化鋁中的一種或幾種浸在上述二氧化鈦懸浮液中，進行充分浸漬，或將二氧化鈦懸浮液噴涂在多孔顆粒表面，最后將處理后的多孔顆粒烘干。但是，無論是制造方法，還是其制成品，都存在著不足之處，首先，制造不出有序孔陣列二氧化鈦薄膜，尤為不能制造出大面積的有序孔陣列二氧化鈦薄膜；其次，制成的多孔二氧化鈦薄膜中的孔直徑和孔間距均是隨機的，是由模板多孔性顆粒決定的，而不能人為地進行有效地控制。雖也有使用陽極氧化法制備氧化鋁多孔模板，用溶膠凝膠填充、熱處理后去除模板而得到二氧化鈦多孔陣列的，如在2006年5月10日公開的中國發明專利申請公開說明書CN1769548A中的“制備一維取向的納米二氧化鈦管狀晶薄膜的方法”一文中提及的，然而，一是真正制得有序孔陣列二氧化鈦薄膜的技術方案均未公開，尤為涉及二氧化鈦多孔陣列薄膜的孔直徑、孔隙率和薄膜的厚度及其工藝參數的制定和有效地進行控制等均需人們再去探索；二是其方法公開的僅為制備納米二氧化鈦管狀晶薄膜的，不能由其制得有序孔陣列二氧化鈦薄膜，且還有著工藝繁雜、使用的原料多、耗能費時的缺陷。

發明內容

本發明要解決的技術問題為克服上述各種技術方案的局限性，提供一種薄膜上的孔呈有序排列的二氧化鈦納米孔陣列薄膜。

本發明要解決的另一個技術問題為提供一種方法簡單可行、快速高效，產物形貌可控、具有實用價值且對環境友好的二氧化鈦納米孔陣列薄膜的制備方法。

為解決本發明的技術問題，所采用的技術方案為：二氧化鈦納米孔陣列薄膜包括二氧化鈦，特別是所述二氧化鈦呈多孔薄膜狀，所述多孔薄膜中的孔為有序通孔陣列，所述有序通孔陣列的孔直徑為15～130nm、孔間距為25～200nm、孔隙率為30～40％，所述薄膜的厚度為10～1000nm。